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【摘要】本文从高职高专“机械制造工艺和设备”专业中的一门主干专业课《数控加工技术》出发，探索如何有效地实施教学改革方法。通过教改实施过程分析，显示出专业英语的渗透教学数控编程、实验、实训的强化，以及课堂中的互动式教学方法均深受学生的欢迎，学生的专业能力也得到了提高。
【关键词】教学改革；数控加工技术
“Numerical control Process technology” educational reform exploration
Liao Peiyuan
【Abstract】Does this article high specially “the machine manufacture craft and the equipment” in a specialty branch professional course “Numerical control Process technology” embark from the quality, how explores implements the educational reform method effectively. Through the educational reform implementation process analysis, demonstrated the specialized English the seepage teaching numerical control programming, the experiment, really teach the strengthening, as well as in the classroom interactive type teaching method deeply student’s welcome, student’s specialized ability was also obtained the enhancement.
【Key words】Educational reform; Numerical control process technology
《数控加工技术》是高职高专学校“机械制造工艺与设备专业”的主干课程。2002年，我们承担了“《数控加工技术》课程教学改革方案”教改课题。在课题中强调了加强数控编程能力，相对淡化数控机床结构，渗入专业英语教学，加强实验、实训环节，提高学生对知识的综合应用能力。在课题的教学方法改革中，强调了让学生在学习过程中做自行研究课题，在课堂学习过程中多与老师一起互动学习。教改方案取得了有关专家的认可。2003年，为了确认方案的实施效果，我们在教学中使用了该方案，并对实施的前后过程进行了分析研究。
1 教改实施前的准备
1.1 授课计划的制定:2003-2004学年第一学期，我们承担了三年制国家级示范性专业(机械制造工艺与设备“先进制造技术”方向)学生的《数控加工技术》课程教学任务。根据教改后的教学大纲，结合现有实验设备和实验设备使用原则，我们制定了新的授课计划。相对教改之前增加了实验内容、手工及自动编程内容，相对淡化数控机床结构分析。时间安排上也作了调整，以前将数控车床的编程放在一起讲，讲完之后再讲数控铣床的编程，同学们很容易遗忘前面学的车床编程内容。现在，将编程分为基础篇和提高篇，将数控车床和数控铣床穿插在其中，不断地提高学生的编程能力。
1.2 教学内容的准备:因为教学大纲和授课计划作了充分调整，本学期我们重新对课程内容进行备课。讲稿内容中增加了专业英语，从原版的数控教材中摘录了一些数控知识，对数控专业词语也作了英语注释。教学过程中，对一些喜欢英语的同学来说，他们非常喜欢这样的形式，平时在与同学们的交流中已得到及时反馈。
思考题及习题的准备也很有必要。通过布置思考题及习题，让学生在学习之后有个思考和消化的过程。
自动编程内容和V-CNC程序验证内容的准备。自动编程内容让学生开拓视野，在学会手工编程基础知识之后，提高技能，让学生了解复杂零件的自动编程过程，以适应社会发展的需要。程序的编制需进行验证，使用V-CNC虚拟仿真软件，让学生在上机床操作之前，先对操作环境，加工过程有个全面的认识，在仿真过程中发现问题，避免操作时发生碰刀、过切等错误。为此为学生准备了MasterCAM9.0和V-CNC的补充教材和CAI课件。
在教学内容中强化编程，特别在编程时让学生必须考虑工艺问题，使学生在学习编程时懂得了工艺路线的确定、刀具的选择和切削用量的设定方法，为期末的实训作好准备，也为社会输送能尽快适应数控机床操作岗位的人才作好准备。
2 教改实施
采用行为导向的教学方式:我们尽量采用行为导向的教学方式．让学生有更多自主学习的机会。在开学之初，将授课计划发给学生，让学生知道本学期的学习内容和教学进度，对于认真学习的同学，可以让他们做到课前预习。另外，还采用了布置自行研究课题的形式，在教学中部分采用以学生为中心的课堂教学方式，结合一些多媒体的教学方法进行编程知识的教学，并加强实验、实训环节，采用传、帮、带的方式进行实践教学。
(1)自行研究课题:在学期开学初，我们就将课题内容公布给学生，并告知学生如何做、为何要做。学生在学习本课程的同时，能够在课外翻看一些数控资料，在课余老师还曾带学生去上海新国际展览中心观看工业设备展览。期中，让已经做好课题论文的学生在课前用5分钟左右时间向同学介绍，期末时全部上交规定字数的小论文。
自行研究课题让学生学会了收集资料、使用资料，学会了专业论文的书写方式，更重要的是使他们了解了数控加工技术的最新发展方向，并激发部分同学对数控的学习兴趣。让学生在课外积累数控相关知识，扩大知识面，充分发挥了学生的主观能动性。
(2)在教学中逐步渗透以学生为中心的课堂教学:《数控加工技术》课程教学内容较新，技术发展较快，但因为班级学生人数很多(每班有50左右的学生)，也因为传统的学习方式在学生心中根深蒂固，教学作大规模的改变也许会影响教学效果，所以，我们只在几次课堂教学中选部分内容进行试点。
我们没有作大规模试点的另一个原因来源于事先的调查研究。在调查中我们知道只有3％-5％的学生有预习习惯，12％-27％的学生在老师布置预习作业时会预习，人数不到一半，让学生主动学习有些困难。在本学期的实施过程中确实也遇到了阻力，一般每堂课结束，老师会告知学生下堂课的内容，希望学生能进行预习，特别有两次老师布置了预习题目，但结果也只有8％-11％的学生有预习习惯，21％-31％的学生完成了老师布置的预习作业。
虽然主动参与的同学不到一半，但也不能放弃尝试。我们鼓励完成预习作业的同学上台讲解．并提出他在预习中遇到的问题，大家一起解决，最终老师给出结论。通过几次尝试，学生的积极性有所调动，课堂气氛活跃了许多。上台讲解既能锻炼学生的表达能力，又能使教师了解学生对知识的掌握程度。
其实学生是喜欢这种形式的，因为在调查中可以看出，有66％-71％的学生喜欢互动式的教学方法，只是他们只想活跃课堂气氛，但还不知道自己怎样参与。通过进一步的引导，相信会收到更好的效果。
(3)多媒体教学方法:根据不同的教学内容，我们采用不同的教学方式。在自动编程内容的教学中，我们采用多媒体的教学方法。同学们能在计算机上直接看到自动编程的过程，从CAD设计、工艺参数的设定、刀具轨迹的生成到实体的仿真加工，最后通过后置处理，生成能够直接在数控机床上使用的NC数控程序。教学过程中教师先作多媒体教学演示．后让学生自己动手操作，让学生自己体会自动编程过程。因为课时的关系，自动编程的教学在该课程中只能起到抛砖引玉的作用。
(4)加强实验、实训环节:实验、实训一直是深受学生喜欢的教学环节．学生确实在这一环节能巩固数控加工知识并进一步学到一些实践知识。我们以行为导向的教学模式为依据，尽量多为同学提供自我参与的机会。在批改学生的数控程序上，也相对传统模式作了改革。对每位同学批改所有的数控程序，将花费任课老师大量的时间，再认真也难免会有所疏漏，没有指出学生的错误，将误导学生。为此，充分利用先进资源，将更有效地提高教学质量。对于学生所编的程序，要求学生在计算机房用 V-CNC虚拟仿真软件进行验证，老师在计算机房进行辅导，并对验证结果当场评分。
在实验环节中，我们要求每位同学完成指定的五个实验，并完成实验报告。实验的教学方式采用传、帮、带的形式，第一批由老师讲解并演示，以后的几批同学均由他们上一组中的同学进行带教，老师只在一旁作指导。这种方式使学生参与的机会更多，发现的问题也更多，学到的实践知识也更多，实验效果良好，得到同学们的认可。
实训这一环节完全贯彻了行为导向的教学方式。实训是提高数控加工技术、综合验证数控加工能力的一个重要环节。大部分学生比较重视这一环节。因为在这一环节，学生能学到很多实践知识．并把所学知识融会贯通。实训时，老师布置加工任务．要求学生对所给的零件安排加工工艺路线，设定切削用量，从毛坯开始，编制合理的程序．独立完成整个零件的加工，并将尺寸和表面粗糙度控制在要求的范围内。为尽量减少事故的发生，要求学生必须事先在仿真软件上验证加工轨迹．再上机床进行加工。通过独立完成整个零件的数控加工，学生系统地掌握了数控机床的操作和数控编程及加工知识，很多同学在课程结束之后，参加劳动部组织的数控中级工能力考试．获得了数控中级工证书。在实训时同时强调安全知识及安全的重要性，避免事故的发生。实训效果良好，满意度在逐年增加。
3 教学改革结果分析
教改是否成功，只有通过具体实施，并进行比较研究总结，才能真正得出结论。在本学期进行教学改革之后，我们将《数控加工技术》课程学习情况问卷发给学生填写，得到了一定的信息反馈。现将教改前和教改后的学生学习情况反馈进行比较，结果如附表一所示。从表中可以看出，通过教改，在学生的信息反馈中已取得了一些满意的效果，具体表现为：
(1)教学改革在总体上得到认可，学生中认为学习效果很好的同学由原来的18％提高到 51％。
(2)教改中课程内容的安排更趋合理，学生对课程内容的兴趣由原来的30％提高到57％。
(3)专业英语和自行研究课题的加入得到部分要求上进的同学的认可，各班的反映情况不一，欢迎的比例在34％-60％。
(4)教改之前，学生对自动编程内容感兴趣，希望学；教改之后，通过对自动编程内容的接触，学生们仍表示出广泛的受欢迎程度。
(5)在实验、实训时间和内容的安排上，从数据就可看出，学生的满意度在提高，只是因为学生人数较多(机0121班学生50人，机0122班学生48人)，实验设备较少(三台数控车床、二台数控铣床、一台加工中心)，以及学时的关系，学生对实验时间和实验内容还有更高的要求。
因为教改之后，学生学习的知识点有所变化，考卷的形式和知识点的分值安排也有所变化，考试的总成绩不一定能评价教改结果，所以．我们将教改之前学生编程能力与教改之后学生的编程能力作了一个比较。教改之前，学生在期末的考试中对编程题的失分率高达42％，考试成绩不太理想。教改之后，学生在考试中编程题的失分率下降到28％，学生编程时能主动考虑工艺问题，大大提高了所编程序的实用性。
但在期末的调查中我们也发现一些学生对自行研究课题抱无所谓的态度，因为他们认为这样增加了他们的工作量。这些学生对学习的目的不是很明确，其实自行研究课题的形式有其积极的意义，在以后的实施中应加大引导的力度，让学生不认为这是一种负担。
教学改革如能取得成功，最得益的应该是学生。本次教改取得了较为满意的结果，为了取得更好的效果，诚恳得到各位专家和同仁的指教，使教学改革能更上一层楼。
【关键词】教学改革；数控加工技术
“Numerical control Process technology” educational reform exploration
Liao Peiyuan
【Abstract】Does this article high specially “the machine manufacture craft and the equipment” in a specialty branch professional course “Numerical control Process technology” embark from the quality, how explores implements the educational reform method effectively. Through the educational reform implementation process analysis, demonstrated the specialized English the seepage teaching numerical control programming, the experiment, really teach the strengthening, as well as in the classroom interactive type teaching method deeply student’s welcome, student’s specialized ability was also obtained the enhancement.
【Key words】Educational reform; Numerical control process technology
《数控加工技术》是高职高专学校“机械制造工艺与设备专业”的主干课程。2002年，我们承担了“《数控加工技术》课程教学改革方案”教改课题。在课题中强调了加强数控编程能力，相对淡化数控机床结构，渗入专业英语教学，加强实验、实训环节，提高学生对知识的综合应用能力。在课题的教学方法改革中，强调了让学生在学习过程中做自行研究课题，在课堂学习过程中多与老师一起互动学习。教改方案取得了有关专家的认可。2003年，为了确认方案的实施效果，我们在教学中使用了该方案，并对实施的前后过程进行了分析研究。
1 教改实施前的准备
1.1 授课计划的制定:2003-2004学年第一学期，我们承担了三年制国家级示范性专业(机械制造工艺与设备“先进制造技术”方向)学生的《数控加工技术》课程教学任务。根据教改后的教学大纲，结合现有实验设备和实验设备使用原则，我们制定了新的授课计划。相对教改之前增加了实验内容、手工及自动编程内容，相对淡化数控机床结构分析。时间安排上也作了调整，以前将数控车床的编程放在一起讲，讲完之后再讲数控铣床的编程，同学们很容易遗忘前面学的车床编程内容。现在，将编程分为基础篇和提高篇，将数控车床和数控铣床穿插在其中，不断地提高学生的编程能力。
1.2 教学内容的准备:因为教学大纲和授课计划作了充分调整，本学期我们重新对课程内容进行备课。讲稿内容中增加了专业英语，从原版的数控教材中摘录了一些数控知识，对数控专业词语也作了英语注释。教学过程中，对一些喜欢英语的同学来说，他们非常喜欢这样的形式，平时在与同学们的交流中已得到及时反馈。
思考题及习题的准备也很有必要。通过布置思考题及习题，让学生在学习之后有个思考和消化的过程。
自动编程内容和V-CNC程序验证内容的准备。自动编程内容让学生开拓视野，在学会手工编程基础知识之后，提高技能，让学生了解复杂零件的自动编程过程，以适应社会发展的需要。程序的编制需进行验证，使用V-CNC虚拟仿真软件，让学生在上机床操作之前，先对操作环境，加工过程有个全面的认识，在仿真过程中发现问题，避免操作时发生碰刀、过切等错误。为此为学生准备了MasterCAM9.0和V-CNC的补充教材和CAI课件。
在教学内容中强化编程，特别在编程时让学生必须考虑工艺问题，使学生在学习编程时懂得了工艺路线的确定、刀具的选择和切削用量的设定方法，为期末的实训作好准备，也为社会输送能尽快适应数控机床操作岗位的人才作好准备。
2 教改实施
采用行为导向的教学方式:我们尽量采用行为导向的教学方式．让学生有更多自主学习的机会。在开学之初，将授课计划发给学生，让学生知道本学期的学习内容和教学进度，对于认真学习的同学，可以让他们做到课前预习。另外，还采用了布置自行研究课题的形式，在教学中部分采用以学生为中心的课堂教学方式，结合一些多媒体的教学方法进行编程知识的教学，并加强实验、实训环节，采用传、帮、带的方式进行实践教学。
(1)自行研究课题:在学期开学初，我们就将课题内容公布给学生，并告知学生如何做、为何要做。学生在学习本课程的同时，能够在课外翻看一些数控资料，在课余老师还曾带学生去上海新国际展览中心观看工业设备展览。期中，让已经做好课题论文的学生在课前用5分钟左右时间向同学介绍，期末时全部上交规定字数的小论文。
自行研究课题让学生学会了收集资料、使用资料，学会了专业论文的书写方式，更重要的是使他们了解了数控加工技术的最新发展方向，并激发部分同学对数控的学习兴趣。让学生在课外积累数控相关知识，扩大知识面，充分发挥了学生的主观能动性。
(2)在教学中逐步渗透以学生为中心的课堂教学:《数控加工技术》课程教学内容较新，技术发展较快，但因为班级学生人数很多(每班有50左右的学生)，也因为传统的学习方式在学生心中根深蒂固，教学作大规模的改变也许会影响教学效果，所以，我们只在几次课堂教学中选部分内容进行试点。
我们没有作大规模试点的另一个原因来源于事先的调查研究。在调查中我们知道只有3％-5％的学生有预习习惯，12％-27％的学生在老师布置预习作业时会预习，人数不到一半，让学生主动学习有些困难。在本学期的实施过程中确实也遇到了阻力，一般每堂课结束，老师会告知学生下堂课的内容，希望学生能进行预习，特别有两次老师布置了预习题目，但结果也只有8％-11％的学生有预习习惯，21％-31％的学生完成了老师布置的预习作业。
虽然主动参与的同学不到一半，但也不能放弃尝试。我们鼓励完成预习作业的同学上台讲解．并提出他在预习中遇到的问题，大家一起解决，最终老师给出结论。通过几次尝试，学生的积极性有所调动，课堂气氛活跃了许多。上台讲解既能锻炼学生的表达能力，又能使教师了解学生对知识的掌握程度。
其实学生是喜欢这种形式的，因为在调查中可以看出，有66％-71％的学生喜欢互动式的教学方法，只是他们只想活跃课堂气氛，但还不知道自己怎样参与。通过进一步的引导，相信会收到更好的效果。
(3)多媒体教学方法:根据不同的教学内容，我们采用不同的教学方式。在自动编程内容的教学中，我们采用多媒体的教学方法。同学们能在计算机上直接看到自动编程的过程，从CAD设计、工艺参数的设定、刀具轨迹的生成到实体的仿真加工，最后通过后置处理，生成能够直接在数控机床上使用的NC数控程序。教学过程中教师先作多媒体教学演示．后让学生自己动手操作，让学生自己体会自动编程过程。因为课时的关系，自动编程的教学在该课程中只能起到抛砖引玉的作用。
(4)加强实验、实训环节:实验、实训一直是深受学生喜欢的教学环节．学生确实在这一环节能巩固数控加工知识并进一步学到一些实践知识。我们以行为导向的教学模式为依据，尽量多为同学提供自我参与的机会。在批改学生的数控程序上，也相对传统模式作了改革。对每位同学批改所有的数控程序，将花费任课老师大量的时间，再认真也难免会有所疏漏，没有指出学生的错误，将误导学生。为此，充分利用先进资源，将更有效地提高教学质量。对于学生所编的程序，要求学生在计算机房用 V-CNC虚拟仿真软件进行验证，老师在计算机房进行辅导，并对验证结果当场评分。
在实验环节中，我们要求每位同学完成指定的五个实验，并完成实验报告。实验的教学方式采用传、帮、带的形式，第一批由老师讲解并演示，以后的几批同学均由他们上一组中的同学进行带教，老师只在一旁作指导。这种方式使学生参与的机会更多，发现的问题也更多，学到的实践知识也更多，实验效果良好，得到同学们的认可。
实训这一环节完全贯彻了行为导向的教学方式。实训是提高数控加工技术、综合验证数控加工能力的一个重要环节。大部分学生比较重视这一环节。因为在这一环节，学生能学到很多实践知识．并把所学知识融会贯通。实训时，老师布置加工任务．要求学生对所给的零件安排加工工艺路线，设定切削用量，从毛坯开始，编制合理的程序．独立完成整个零件的加工，并将尺寸和表面粗糙度控制在要求的范围内。为尽量减少事故的发生，要求学生必须事先在仿真软件上验证加工轨迹．再上机床进行加工。通过独立完成整个零件的数控加工，学生系统地掌握了数控机床的操作和数控编程及加工知识，很多同学在课程结束之后，参加劳动部组织的数控中级工能力考试．获得了数控中级工证书。在实训时同时强调安全知识及安全的重要性，避免事故的发生。实训效果良好，满意度在逐年增加。
3 教学改革结果分析
教改是否成功，只有通过具体实施，并进行比较研究总结，才能真正得出结论。在本学期进行教学改革之后，我们将《数控加工技术》课程学习情况问卷发给学生填写，得到了一定的信息反馈。现将教改前和教改后的学生学习情况反馈进行比较，结果如附表一所示。从表中可以看出，通过教改，在学生的信息反馈中已取得了一些满意的效果，具体表现为：
(1)教学改革在总体上得到认可，学生中认为学习效果很好的同学由原来的18％提高到 51％。
(2)教改中课程内容的安排更趋合理，学生对课程内容的兴趣由原来的30％提高到57％。
(3)专业英语和自行研究课题的加入得到部分要求上进的同学的认可，各班的反映情况不一，欢迎的比例在34％-60％。
(4)教改之前，学生对自动编程内容感兴趣，希望学；教改之后，通过对自动编程内容的接触，学生们仍表示出广泛的受欢迎程度。
(5)在实验、实训时间和内容的安排上，从数据就可看出，学生的满意度在提高，只是因为学生人数较多(机0121班学生50人，机0122班学生48人)，实验设备较少(三台数控车床、二台数控铣床、一台加工中心)，以及学时的关系，学生对实验时间和实验内容还有更高的要求。
因为教改之后，学生学习的知识点有所变化，考卷的形式和知识点的分值安排也有所变化，考试的总成绩不一定能评价教改结果，所以．我们将教改之前学生编程能力与教改之后学生的编程能力作了一个比较。教改之前，学生在期末的考试中对编程题的失分率高达42％，考试成绩不太理想。教改之后，学生在考试中编程题的失分率下降到28％，学生编程时能主动考虑工艺问题，大大提高了所编程序的实用性。
但在期末的调查中我们也发现一些学生对自行研究课题抱无所谓的态度，因为他们认为这样增加了他们的工作量。这些学生对学习的目的不是很明确，其实自行研究课题的形式有其积极的意义，在以后的实施中应加大引导的力度，让学生不认为这是一种负担。
教学改革如能取得成功，最得益的应该是学生。本次教改取得了较为满意的结果，为了取得更好的效果，诚恳得到各位专家和同仁的指教，使教学改革能更上一层楼。